Des scientifiques ont découvert une concentration sans précédent d’hélium-3 dans les anciennes coulées de lave de l’île de Baffin, au Canada. Ce rare isotope de l’hélium pourrait provenir du noyau terrestre et livrer des informations inédites sur la formation de notre planète.
Mais dans l’immédiat c’est son rôle possible dans la fusion nucléaire actuellement étudiée par le programme français Iter, qui intéressera.
L‘hélium 3, selon Wikipedia, noté 3He, est l’isotope de l’hélium dont le nombre de masse est égal à 3 : son noyau atomique compte deux protons et un seul neutron, avec un spin 1/2+ pour une masse atomique de 3,016 03 g/mol. Cet isotope stable — non radioactif — est caractérisé par un excès de masse de 14 931,219 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 2 573 keV1.
Recherché pour ses applications potentielles en fusion nucléaire, l’hélium 3 est rare sur Terre, où il constitue environ 200 à 300 ppm de l’hélium du manteau . Dans l’atmosphère terrestre, on compte 5,2 ppm d’hélium, dont l’hélium 3 représente seulement 1,38 ppm, soit une fraction d’à peine 7,2 × 10-12 de l’atmosphère dans son ensemble. Tout comme l’hydrogène, l’hélium 3 provient essentiellement de la nucléosynthèse primordiale, aux premiers instants de l’Univers, et n’est pas issu de la nucléosynthèse stellaire ; il est consommé dans les étoiles comme le lithium, le béryllium et le bore. Il est présent dans les couches externes du Soleil dont les éléments sont isolés des réactions de fusion du centre. Le vent solaire en envoie dans le reste du système solaire. Repoussé par le champ magnétique terrestre, il est rare sur la Terre. Par contre il s’est accumulé accumulé à la surface de la Lune du fait l’absence d’atmosphère de celle-ci.
Les roches arctiques dissimulent bien des secrets, que les scientifiques tentent de percer un à un. C’est l’exploit qu’ont réussi Forrest Horton, géochimiste à la Woods Hole Oceanographic Institution, et son équipe de chercheurs. Selon une étude publiée mercredi 18 octobre 2023 dans Nature, ils ont découvert une quantité encore jamais observée sur la Terre d’hélium-3 (3He), un isotope de l’hélium rare et prisé, dans les anciennes coulées de lave de l’île de Baffin, archipel arctique canadien.
Ils ont également observé la présence d’hélium-4 (4He), un autre isotope qui n’avait encore jamais été mis au jour dans les roches volcaniques terrestres.
Les scientifiques savaient que la lave sur l’île de Baffin contenait des niveaux magmatiques de 3He/4He plus élevés que ceux identifiés ailleurs sur Terre. « Ce qui était surprenant, c’est que nous avons mesuré des ratios 3He/4He qui s’étendent à des valeurs beaucoup plus élevées qu’on ne le pensait auparavant », réagit le chercheur. Selon l’équipe, cet hélium pourraient provenir du noyau terrestre.
En effet, lorsque la Terre a commencé à se former il y a environ 4,6 milliards d’années, l’hélium 3 de la nébuleuse solaire s’est retrouvé piégé dans le noyau de la Terre, où il demeure encore aujourd’hui avec d’autres éléments primordiaux. Les nouveaux relevés sur l’île de Baffin viennent corroborer des recherches antérieures suggérant que de petites quantités d’hélium 3 et d’autres éléments rares s’échappent du noyau afin de remonter à la surface terrestre.
La découverte n’est pas anodine. L’hélium 3 pourrait devenir dans un futur plus ou moins lointain le carburant idéal des centrales nucléaires à fusion contrôlée, sur le modèle du projet ITER permettant de produire des quantités considérables d’énergie propre, c’est-à-dire sans pollution chimique ni radioactive.
Voir
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06590-8.epdf?sharing_token
Europe Solidaire 